CN114977783A - 开关电容变换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关电容变换器，通过控制每个开关电容单元中的多个晶体管的通断状态，以使得选用任意相邻的M‑1个开关电容单元参与工作，且使得序号小于被选用的开关电容单元的序号的开关电容单元中的飞跨电容并联到输出端，以被用作输出滤波电容；序号大于被选用的开关电容单元的序号的开关电容单元中的飞跨电容与被选用的开关电容单元中的飞跨电容串联连接起来，被共同配置为M比1变比的飞跨电容的一部分，可以实现将开关电容变换器的输入电压与输出电压的变比调节为M比1，当M取不同的值时，可以获得不同的变比。

Description

开关电容变换器

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体地说，涉及一种开关电容变换器。

背景技术

在现有手机等快充场合，电荷泵充电是主要解决方案，它具有超高的效率。2比1电荷泵电路能提供30W～50W的充电功率，是当前市场主流方案。中高端旗舰机型追求更高充电功率，开始应用4比1电荷泵电路。为了兼容市面上主流的中等功率适配器，4比1电荷泵电路需要集成2比1的变比。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种变比可调的开关电容变换器。

第一方面，本发明提供一种开关电容变换器开关电容变换器，其特征在于，包括：

依次连接的序号从N-1递减1的N-1个开关电容单元，每个所述开关电容单元包含一个飞跨电容以及多个晶体管；

其中，通过控制每个所述开关电容单元中的所述多个晶体管的通断状态，以使得选用任意相邻的M-1个所述开关电容单元参与工作，以实现所述开关电容变换器的输入电压与输出电压的变比为M比1，这里，1≤M≤N，且M、N均为自然数。

优选地，每个所述开关电容单元包括一个飞跨电容以及三个晶体管，其中，除了序号最小的开关电容单元，其他开关电容单元中的所述三个晶体管中的第一晶体管的第一功率端连接至当前序号的开关电容单元中的飞跨电容的第二端，第二功率端连接至相邻的开关电容单元中的飞跨电容的第一端。

优选地，所述三个晶体管中的第二晶体管的第一功率端连接至所述开关电容变换器的输出正端，第二功率端连接至当前开关电容单元中的飞跨电容的第一端；所述三个晶体管中的第三晶体管的第一功率端连接至接地端，第二功率端连接至当前序号的开关电容单元中的飞跨电容的第二端。

优选地，选用任意相邻的M-1个所述开关电容单元参与工作是指，选中的开关电容单元中至少有两个晶体管工作在开关状态，且其中的飞跨电容被配置为M比1变比的飞跨电容的一部分。

优选地，在被选用的开关电容单元中，当包含最大序号N-1的开关电容单元时，其中所有的开关电容单元中的第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管中均被配置为处于开关状态。

优选地，在被选用的开关电容单元中，当不包含最大序号N-1的开关电容单元时，其中序号最大的开关电容单元中的第一晶体管和第三晶体管中均被配置为处于开关状态，第二晶体管被配置为处于常关状态；除了序号最大的开关电容单元以外的其他开关电容单元中的的第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管中均被配置为处于开关状态。

优选地，未被选用的开关电容单元中，当序号小于被选用的开关电容单元的序号时，其中的飞跨电容被并联到输出端，以被用作输出滤波电容，其中，序号最大的开关电容单元靠近所述输入电压的正端，序号最小的开关电容单元靠近输出端。

优选地，未被选用的开关电容单元中，当序号小于被选用的开关电容单元的序号时，其中的所述第二晶体管以及第三晶体管被配置为处于常通状态，且所述第一晶体管被配置为处于常关状态。

优选地，未被选用的开关电容单元中，当序号大于被选用的开关电容单元的序号时，其中的飞跨电容与所述被选用的开关电容单元中的飞跨电容串联连接，被共同配置为M比1变比的飞跨电容的一部分。

优选地，未被选用的开关电容单元中，当序号大于被选用的开关电容单元的序号时，其中的所述第一晶体管被配置为处于常通状态。

优选地，未被选用的开关电容单元中，当序号大于被选用的开关电容单元的序号时，其中的所述第二晶体管和第三晶体管中的至少一个被配置为处于常关状态。

优选地，在没有被选用的开关电容单元，且其序号大于被选用的开关电容单元的序号中，当其序号不是最大序号N-1时，其中的第二晶体管和第三晶体管中均被配置为处于常关状态；当其序号是最大序号N-1时，其中的第三晶体管中被配置为处于常关状态，第二晶体管被配置为处于开关状态。

优选地，选用序号较大的所述开关电容单元参与工作，以实现所述开关电容变换器的输入电压与输出电压的变比为M比1，以使得效率较高，其中，序号最大的开关电容单元靠近所述输入电压的正端，序号最小的开关电容单元靠近输出端。

优选地，选用最大序号N-1及其相邻的所述开关电容单元参与工作，以实现所述开关电容变换器的输入电压与输出电压的变比为M比1，以使得效率最高。

优选地，还包括一晶体管，其一个功率端连接在序号为N-1的所述开关电容单元中飞跨电容的第一端，另一个功率端连接至所述输入电压的正端。

优选地，通过控制每个所述开关电容单元中的所述多个晶体管的通断状态，以使得N-1个所述开关电容单元均参与工作，以实现所述开关电容变换器的输入电压与输出电压的变比为N比1。

本发明旨在提供一种开关电容变换器，通过控制每个开关电容单元中的多个晶体管的通断状态，以使得选用任意相邻的M-1个开关电容单元参与工作，且使得序号小于被选用的开关电容单元的序号的开关电容单元中的飞跨电容并联到输出端，以被用作输出滤波电容；序号大于被选用的开关电容单元的序号的开关电容单元中的飞跨电容与被选用的开关电容单元中的飞跨电容串联连接起来，被共同配置为M比1变比的飞跨电容的一部分，可以实现将开关电容变换器的输入电压V_BUS与输出电压V_out的变比调节为M比1，当M取不同的值时，可以获得不同的变比。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例的开关电容变换器的示意图；

图2为本发明第二实施例的开关电容变换器的示意图；

图3为本发明第二实施例的开关电容变换器的驱动时序图；

图4为本发明第三实施例的开关电容变换器的示意图；

图5为本发明第三实施例的开关电容变换器的不同工作阶段的等效电路图；

图6为本发明第三实施例的开关电容变换器的驱动时序图；

图7为本发明第四实施例的开关电容变换器的示意图；

图8为本发明第四实施例的开关电容变换器的不同工作阶段的等效电路图；

图9为本发明第四实施例的开关电容变换器的驱动时序图；

图10为本发明第五实施例的开关电容变换器的示意图；

图11为本发明第五实施例的开关电容变换器的不同工作阶段的等效电路图；

图12为本发明第五实施例的开关电容变换器的驱动时序图；

图13为本发明第六实施例的开关电容变换器的示意图；

图14为本发明第六实施例的开关电容变换器的不同工作阶段的等效电路图；

图15为本发明第六实施例的开关电容变换器的驱动时序图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

图1为本发明第一实施例的开关电容变换器的示意图。如图1所示，本实施例的开关电容变换器包括依次连接的N-1个开关电容单元，N-1个开关电容单元的序号分别为1、2、3～N-1，其中N为大于1的整数。其中，序号最大的开关电容单元，即开关电容单元N-1靠近开关电容变换器的输入电压V_BUS的正端，序号最小的所述开关电容单元靠近输入电压V_BUS的负端。

优选地，每个开关电容单元包括一个飞跨电容以及三个晶体管，其中，除了最小序号1的开关电容单元，其他的开关电容单元中所述三个晶体管中的第一晶体管的第一功率端连接至当前序号的开关电容单元中的飞跨电容的第二端，第二功率端连接至相邻的开关电容单元中的飞跨电容的第一端。最小序号1的开关电容单元中的第一晶体管的第一功率端连接至当前序号的开关电容单元中的飞跨电容的第二端，第二功率端连接至输出端。所述三个晶体管中的第二晶体管的第一功率端连接至所述开关电容变换器的输出正端，第二功率端连接至当前开关电容单元中的飞跨电容的第一端；所述三个晶体管中的第三晶体管的第一功率端连接至接地端，第二功率端连接至当前序号的开关电容单元中的飞跨电容的第二端。

参考图1中，以序号为2的开关电容单元2为例，所述三个晶体管中的第一晶体管为Q4、第二晶体管为Q5、第三晶体管为Q6，其中，第一晶体管Q4的第一功率端连接至开关电容单元2中的飞跨电容C_FLY2的第二端，第二功率端连接至开关电容单元1中的飞跨电容C_FLY1的第一端。第二晶体管Q5的第一功率端连接至开关电容变换器的输出正端，第二功率端连接至开关电容单元2中的飞跨电容C_FLY2的第一端，第三晶体管Q6的第一功率端连接至接地端，第二功率端连接至开关电容单元2中的飞跨电容C_FLY2的第二端。在最大的序号N-1的开关电容单元N-1中，飞跨电容为C_FLY(N-1)，所述三个晶体管中的第一晶体管为Q(3N-5)、第二晶体管为Q(3N-4)、第三晶体管为Q(3N-3)。

由此可以推出，在任意一个序号为n的开关电容单元n中，1≤n≤(N-1)，飞跨电容为C_FLYn，所述三个晶体管中的第一晶体管为Q(3n-2)、第二晶体管为Q(3n-1)、第三晶体管为Q(3n)。

另外，开关电容变换器还包括一晶体管Q(3N-3)，其一个功率端连接在序号为N-1的开关电容单元中飞跨电容C_FLY(N-1)的第一端，另一个功率端连接至输入电压V_BUS的正端。

本发明的开关电容变换器，旨在通过控制每个开关电容单元中的多个晶体管的通断状态，以使得选用任意相邻的M-1个开关电容单元参与工作，以实现将开关电容变换器的输入电压V_BUS与输出电压V_out的变比调节为M比1，这里，1≤M≤N，且M、N均为自然数。且当选用任意相邻的P-1个所述开关电容单元参与工作时，以实现将开关电容变换器的输入电压V_BUS与输出电压V_out的变比调节为P比1，这里，1≤P≤N，且P≠M。可见，选用任意相邻的不同个数的开关电容单元参与工作，以实现将开关电容变换器的输入电压V_BUS与输出电压V_out的变比调节为不同的比值。

当然，需要说明的是，若通过控制每个开关电容单元中的多个晶体管的通断状态，以使得N-1个开关电容单元均参与工作，开关电容变换器的输入电压与输出电压的变比为N比1。

还需要说明的是，本发明中的选用任意相邻的M-1个开关电容单元参与工作是指，选中的开关电容单元中至少有两个晶体管工作在开关状态，且选中的开关电容单元中的飞跨电容被配置为M比1变比的开关电容变换器的飞跨电容的一部分。晶体管工作在开关状态是指有别于常通状态和常关状态，且受控于PWM信号交替导通和关断的工作状态。

进一步地，在被选用的开关电容单元中，当包含最大序号N-1的开关电容单元时，其中所有的开关电容单元中的第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管中均被配置为处于开关状态。

在被选用的开关电容单元中，当不包含最大序号N-1的开关电容单元时，其中序号最大的开关电容单元中的第一晶体管和第三晶体管中均被配置为处于开关状态，第二晶体管被配置为处于常关状态；除了序号最大的开关电容单元以外的其他开关电容单元中的的第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管中均被配置为处于开关状态。

具体地，当选用任意相邻的M-1个开关电容单元参与工作时，在未被选用的开关电容单元中，当序号小于被选用的开关电容单元的序号时，其中的第二晶体管以及第三晶体管被配置为处于常通状态，且第一晶体管被配置为处于常关状态以将其中的飞跨电容并联到输出端，以被用作输出滤波电容；当序号大于被选用的开关电容单元的序号时，其中的第一晶体管被配置为处于常通状态，第二晶体管和第三晶体管中的至少一个被配置为处于常关状态，以将其中的飞跨电容与被选用的开关电容单元中的飞跨电容串联连接起来，被共同配置为M比1变比的飞跨电容的一部分。

更具体地，在没有被选用的开关电容单元，且其序号大于被选用的开关电容单元的序号中，当其序号不是最大序号N-1时，其中的第二晶体管和第三晶体管中均被配置为处于常关状态；当其序号是最大序号N-1时，其中的第三晶体管中被配置为处于常关状态，第二晶体管被配置为处于开关状态。

至此可知，本发明的开关电容变换器，通过选用任意相邻的不同个数的开关电容单元参与工作，以实现将开关电容变换器的输入电压V_BUS与输出电压V_out的变比调节为所需的不同的比值。

图2为本发明第二实施例的开关电容变换器的示意图。在下面的各个实施例中，均以4比1串并联电荷泵电路(即N＝4，共有三个开关电容单元)为例，来加以说明。在本发明实施例中，结合图3所示的本发明第二实施例的开关电容变换器的驱动时序图，介绍用4比1串并联电荷泵电路来实现输入电压V_BUS与输出电压V_out的变比为4比1的工作过程。

由上述的分析知，若要开关电容变换器的输入电压与输出电压的变比为N比1，则需要使得N-1个开关电容单元均参与工作。因此，4比1串并联电荷泵电路工作在比为4比1时，其中的3个开关电容单元均参与工作，且所有的晶体管均工作在开关状态。

具体地，晶体管Q1、Q4、Q7、Q10驱动时序相同，记驱动信号为GH，晶体管Q2、Q3、Q5、Q6、Q8、Q9驱动时序相同，记驱动信号为GL。

当驱动信号GH为高电平时，有：

V_BUS＝V_out+VC_FLY1+VC_FLY2+VC_FLY3

其中，VC_FLY1、VC_FLY2、VC_FLY3分别为飞跨电容C_FLY1、飞跨电容C_FLY2以及飞跨电容C_FLY3两端的压降。

当驱动信号GL为高电平时，有：

V_out＝VC_FLY1＝VC_FLY2＝VC_FLY3

因此可得，

图4为本发明第三实施例的开关电容变换器的示意图。在本发明实施例中，结合图5所示的本发明第三实施例的开关电容变换器的不同工作阶段的等效电路图，以及图6所示的本发明第三实施例的开关电容变换器的驱动时序图，介绍第一种用4比1串并联电荷泵电路来实现输入电压V_BUS与输出电压V_out的变比为2比1的工作过程。这里M＝2，因此，4比1串并联电荷泵电路工作时仅选用一个开关电容单元。

具体地，在本发明实施例中，选用开关电容单元1参与工作，开关电容单元2和3没有被完全选用参与工作。在未被选用的开关电容单元2和3中，其序号均大于被选用的开关电容单元的序号1，因此，开关电容单元2和3中的第一晶体管Q4、Q7被配置为处于常通状态，如图中实线所示，开关电容单元2中第二晶体管Q5和第三晶体管Q6、开关电容单元3中第三晶体管Q9，以及开关电容单元1中第二晶体管Q2均被配置为处于常关状态，如图中虚线所示，以将开关电容单元2和3中的飞跨电容C_FLY2和C_FLY3与被选用的开关电容单元1中的飞跨电容C_FLY1串联连接起来后，被共同配置为2比1变比的飞跨电容。

晶体管Q1、Q3、Q8、Q10处于开关状态，且晶体管Q1和Q10驱动时序相同，记驱动信号为GH，晶体管Q3和Q8驱动时序相同，记驱动信号为GL。

当驱动信号GH为高电平时，如图5(a)所示，有：

V_BUS＝V_out+VC_FLY1+VC_FLY2+VC_FLY3

当驱动信号GL为高电平时，如图5(b)所示，有：

V_out＝VC_FLY1+VC_FLY2+VC_FLY3

因此可得，

图7为本发明第四实施例的开关电容变换器的示意图。在本发明实施例中，结合图8所示的本发明第四实施例的开关电容变换器的不同工作阶段的等效电路图，以及图9所示的本发明第四实施例的开关电容变换器的驱动时序图，介绍第二种用4比1串并联电荷泵电路来实现输入电压V_BUS与输出电压V_out的变比为2比1的工作过程。

具体地，在本发明实施例中，选用开关电容单元2参与工作，开关电容单元1和3没有被完全选用参与工作。在未被选用的开关电容单元1和3中，序号1小于被选用的开关电容单元的序号2，则开关电容单元1中的第二晶体管Q2以及第三晶体管Q3被配置为处于常通状态，且第一晶体管Q1被配置为处于常关状态以将其中的飞跨电容C_FLY1并联到输出端，以被用作输出滤波电容；序号3大于被选用的开关电容单元的序号2，则开关电容单元3中第一晶体管Q7被配置为处于常通状态，第三晶体管Q9被配置为处于常关状态，以将开关电容单元3中的飞跨电容C_FLY3与被选用的开关电容单元2中的飞跨电容C_FLY2串联连接起来后，被共同配置为2比1变比的飞跨电容，另外，开关电容单元2中第二晶体管Q5也处于常关状态。

晶体管Q4、Q6、Q8、Q10处于开关状态，且晶体管Q4和Q10驱动时序相同，记驱动信号为GH，晶体管Q6和Q8驱动时序相同，记驱动信号为GL。

当驱动信号GH为高电平时，如图8(a)所示，有：

V_BUS＝V_out+VC_FLY2+VC_FLY3

当驱动信号GL为高电平时，如图8(b)所示，有：

V_out＝VC_FLY2+VC_FLY3

因此可得，

图10为本发明第五实施例的开关电容变换器的示意图。在本发明实施例中，结合图11所示的本发明第五实施例的开关电容变换器的不同工作阶段的等效电路图，以及图12所示的本发明第五实施例的开关电容变换器的驱动时序图，介绍第三种用4比1串并联电荷泵电路来实现输入电压V_BUS与输出电压V_out的变比为2比1的工作过程。

具体地，在本发明实施例中，选用开关电容单元3参与工作，开关电容单元1和2没有被完全选用参与工作。在未被选用的开关电容单元1和2中，序号1和2均小于被选用的开关电容单元的序号3，则开关电容单元1和2中的第二晶体管Q2、Q5以及第三晶体管Q3、Q6均被配置为处于常通状态，且第一晶体管Q1、Q4均被配置为处于常关状态以将其中的飞跨电容C_FLY1和C_FLY2并联到输出端，以被用作输出滤波电容。开关电容单元3中的飞跨电容C_FLY3被单独配置为2比1变比的飞跨电容。

晶体管Q7、Q8、Q9、Q10处于开关状态，且晶体管Q7和Q10驱动时序相同，记驱动信号为GH，晶体管Q9和Q8驱动时序相同，记驱动信号为GL。

当驱动信号GH为高电平时，如图11(a)所示，有：

V_BUS＝V_out+VC_FLY3

当驱动信号GL为高电平时，如图11(b)所示，有：

V_out＝VC_FLY3

因此可得，

至此可知，本发明的本发明的开关电容变换器，通过控制每个开关电容单元中的多个晶体管的通断状态，以使得选用任意相邻的M-1个开关电容单元参与工作，且使得序号小于被选用的开关电容单元的序号的开关电容单元中的飞跨电容并联到输出端，以被用作输出滤波电容；序号大于被选用的开关电容单元的序号的开关电容单元中的飞跨电容与被选用的开关电容单元中的飞跨电容串联连接起来，被共同配置为M比1变比的飞跨电容的一部分，可以实现将开关电容变换器的输入电压V_BUS与输出电压V_out的变比调节为M比1，当M取不同的值时，可以获得不同的变比。

具体地，在4比1串并联电荷泵电路中，当全部序号的开关电容单元均参与工作时，能实现4比1的变比功能；当分别选用不同序号的一个开关电容单元参与工作时，均能实现2比1的变比功能，因此，本发明的4比1串并联电荷泵电路能够高效地兼容市场上主流的适配器。

进一步地，对比第三、第四以及第五实施例可知，选用序号较大的开关电容单元参与工作来实现开关电容变换器的输入电压与输出电压的变比为M比1时，由于M比1变比的飞跨电容路径中没有串联常通的晶体管，从而大大减小了回路中的阻抗，使得没有电流流经晶体管导通电阻而产生的损耗，因而可以获得较高的效率，使得系统的性能较优。更进一步地，可知，选用序号为N-1(即最大序号)及其相邻的所述开关电容单元参与工作，以实现开关电容变换器的输入电压与输出电压的变比为M比1，可以获得最高的效率。

具体地，在4比1串并联电荷泵电路中，选用序号为3的开关电容单元参与工作来实现开关电容变换器的输入电压与输出电压的变比为2比1时，可以获得最高的效率。

图13为本发明第六实施例的开关电容变换器的示意图。在本发明实施例中，结合图14所示的本发明第六实施例的开关电容变换器的不同工作阶段的等效电路图，以及图15所示的本发明第六实施例的开关电容变换器的驱动时序图，介绍一种用4比1串并联电荷泵电路来实现输入电压V_BUS与输出电压V_out的变比为3比1的工作过程。

优选地，在本发明实施例中，选用开关电容单元3和2参与工作，开关电容单元1没有被完全选用参与工作。在未被选用的开关电容单元1的序号小于被选用的开关电容单元的序号3和2，则开关电容单元1中的第二晶体管Q2以及第三晶体管Q3均被配置为处于常通状态，且第一晶体管Q1被配置为处于常关状态以将其中的飞跨电容C_FLY1并联到输出端，以被用作输出滤波电容。开关电容单元3和2中的飞跨电容C_FLY3和C_FLY2被串联连接后作为配置为3比1变比的飞跨电容。

晶体管Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10处于开关状态，且晶体管Q4、Q7和Q10驱动时序相同，记驱动信号为GH，晶体管Q5、Q6、Q8和Q9驱动时序相同，记驱动信号为GL。

当驱动信号GH为高电平时，如图14(a)所示，有：

V_BUS＝V_out+VC_FLY3+VC_FLY2

当驱动信号GL为高电平时，如图14(b)所示，有：

V_out＝VC_FLY3＝VC_FLY2

因此可得，

当然，需要说明的是，在本发明实施例中，也可以选用开关电容单元1和2参与工作来实现输入电压V_BUS与输出电压V_out的变比为3比1。选用开关电容单元3和2参与工作，只是根据上述分析，基于效率最优的考虑。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种开关电容变换器开关电容变换器，其特征在于，包括：

依次连接的序号从N-1递减1的N-1个开关电容单元，每个所述开关电容单元包含一个飞跨电容以及多个晶体管；

其中，通过控制每个所述开关电容单元中的所述多个晶体管的通断状态，以使得选用任意相邻的M-1个所述开关电容单元参与工作，以实现所述开关电容变换器的输入电压与输出电压的变比为M比1，这里，1≤M≤N，且M、N均为自然数。

2.根据权利要求1所述的开关电容变换器，其特征在于，每个所述开关电容单元包括一个飞跨电容以及三个晶体管，其中，除了序号最小的开关电容单元，其他开关电容单元中的所述三个晶体管中的第一晶体管的第一功率端连接至当前序号的开关电容单元中的飞跨电容的第二端，第二功率端连接至相邻的开关电容单元中的飞跨电容的第一端。

3.根据权利要求2所述的开关电容变换器，其特征在于，所述三个晶体管中的第二晶体管的第一功率端连接至所述开关电容变换器的输出正端，第二功率端连接至当前开关电容单元中的飞跨电容的第一端；所述三个晶体管中的第三晶体管的第一功率端连接至接地端，第二功率端连接至当前序号的开关电容单元中的飞跨电容的第二端。

4.根据权利要求3所述的开关电容变换器，其特征在于，选用任意相邻的M-1个所述开关电容单元参与工作是指，选中的开关电容单元中至少有两个晶体管工作在开关状态，且其中的飞跨电容被配置为M比1变比的飞跨电容的一部分。

5.根据权利要求4所述的开关电容变换器，其特征在于，在被选用的开关电容单元中，当包含最大序号N-1的开关电容单元时，其中所有的开关电容单元中的第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管中均被配置为处于开关状态。

6.根据权利要求4所述的开关电容变换器，其特征在于，在被选用的开关电容单元中，当不包含最大序号N-1的开关电容单元时，其中序号最大的开关电容单元中的第一晶体管和第三晶体管中均被配置为处于开关状态，第二晶体管被配置为处于常关状态；除了序号最大的开关电容单元以外的其他开关电容单元中的的第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管中均被配置为处于开关状态。

7.根据权利要求1所述的开关电容变换器，其特征在于，未被选用的开关电容单元中，当序号小于被选用的开关电容单元的序号时，其中的飞跨电容被并联到输出端，以被用作输出滤波电容，其中，序号最大的开关电容单元靠近所述输入电压的正端，序号最小的开关电容单元靠近输出端。

8.根据权利要求3所述的开关电容变换器，其特征在于，未被选用的开关电容单元中，当序号小于被选用的开关电容单元的序号时，其中的所述第二晶体管以及第三晶体管被配置为处于常通状态，且所述第一晶体管被配置为处于常关状态。

9.根据权利要求1所述的开关电容变换器，其特征在于，未被选用的开关电容单元中，当序号大于被选用的开关电容单元的序号时，其中的飞跨电容与所述被选用的开关电容单元中的飞跨电容串联连接，被共同配置为M比1变比的飞跨电容的一部分。

10.根据权利要求3所述的开关电容变换器，其特征在于，未被选用的开关电容单元中，当序号大于被选用的开关电容单元的序号时，其中的所述第一晶体管被配置为处于常通状态。

11.根据权利要求10所述的开关电容变换器，其特征在于，未被选用的开关电容单元中，当序号大于被选用的开关电容单元的序号时，其中的所述第二晶体管和第三晶体管中的至少一个被配置为处于常关状态。

12.根据权利要求11所述的开关电容变换器，其特征在于，在没有被选用的开关电容单元，且其序号大于被选用的开关电容单元的序号中，当其序号不是最大序号N-1时，其中的第二晶体管和第三晶体管中均被配置为处于常关状态；当其序号是最大序号N-1时，其中的第三晶体管中被配置为处于常关状态，第二晶体管被配置为处于开关状态。

13.根据权利要求1所述的开关电容变换器，其特征在于，选用序号较大的所述开关电容单元参与工作，以实现所述开关电容变换器的输入电压与输出电压的变比为M比1，以使得效率较高，其中，序号最大的开关电容单元靠近所述输入电压的正端，序号最小的开关电容单元靠近输出端。

14.根据权利要求13所述的开关电容变换器，其特征在于，选用最大序号N-1及其相邻的所述开关电容单元参与工作，以实现所述开关电容变换器的输入电压与输出电压的变比为M比1，以使得效率最高。

15.根据权利要求1所述的开关电容变换器，其特征在于，还包括一晶体管，其一个功率端连接在序号为N-1的所述开关电容单元中飞跨电容的第一端，另一个功率端连接至所述输入电压的正端。

16.根据权利要求1所述的开关电容变换器，其特征在于，通过控制每个所述开关电容单元中的所述多个晶体管的通断状态，以使得N-1个所述开关电容单元均参与工作，以实现所述开关电容变换器的输入电压与输出电压的变比为N比1。

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